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OC:关于Category、load、initialize的那些事你还记得吗?

简介: 这篇文章主要分析Category的实现原理,load方法和initialize方法调用方式、调用时机、调用顺序、以及他们的区别,解释 Catgory 与 class Extension 有什么区别。
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接下来先来了解一下Category的加载处理过程:


一、Category本质


1、在编译时期

分类会生成一个 struct _category_t 结构体,里面存储着分类的类信息(实例方法、类方法、属性、协议)。如下:


struct _category_t {
    const char *name;// 类名称
    struct _class_t *cls;
    const struct _method_list_t *instance_methods;// 实例方法列表
    const struct _method_list_t *class_methods;// 类方法列表
    const struct _protocol_list_t *protocols;// 协议泪奔
    const struct _prop_list_t *properties;// 属性列表
};


注意:所有分类编译生成的 _category_t 结构一致,但是各自存储的类信息(实例方法、类方法、属性、协议)不同。


2、程序运行时

1、通过Runtime加载某个类的所有Category数据

2、把所有Category的方法、属性、协议数据,合并到一个大数组中(后面参与编译的Category数据,会在数组的前面)


如下图,是程序运行后 Category 的底层结构:


struct category_t {
    const char *name;
    classref_t cls;
    struct method_list_t *instanceMethods;
    struct method_list_t *classMethods;
    struct protocol_list_t *protocols;
    struct property_list_t *instanceProperties;
    // Fields below this point are not always present on disk.
    struct property_list_t *_classProperties;
    method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return classMethods;
        else return instanceMethods;
    }
    property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
};


3、将合并后的分类数据(方法、属性、协议),插入到类原来数据的前面。


二、+load方法


1、调用方式

根据函数地址直接调用。


2、调用时机

2.1、+load方法会在runtime加载类、分类时调用

2.2、每个类、分类的+load,在程序运行过程中只调用一次。


3、调用顺序

3.1、先调用类的+load:按照编译先后顺序调用(先编译,先调用)

3.2、调用子类的+load之前会先调用父类的+load

3.3、再调用分类的+load:按照编译先后顺序调用(先编译,先调用)


三、+initialize方法


1、调用方式

通过objc_msgSend调用。


2、调用时机

+initialize方法会在类第一次接收到消息时调用


3、调用顺序

先调用父类的+initialize,再调用子类的+initialize

(先初始化父类,再初始化子类,每个类只会初始化1次)


四、load、initialize方法的区别


1、调用方式

1.1、load是根据函数地址直接调用。

1.2、initialize是通过objc_msgSend调用。


2、调用时刻

2.1、load是runtime加载类、分类的时候调用(只会调用1次)

2.2、initialize是类第一次接收到消息的时候调用,每一个类只会initialize一次(父类的initialize方法可能会被调用多次)


3、调用顺序

1、load

1.1、 先调用类的load

a) 先编译的类,优先调用load

b) 调用子类的load之前,会先调用父类的load


1.2、再调用分类的load

a) 先编译的分类,优先调用load


2、initialize

2.1、先初始化父类

2.2、再初始化子类(可能最终调用的是父类的initialize方法)


1、如果子类没有实现+initialize,会调用父类的+initialize(所以父类的+initialize可能会被调用多次)

2、如果分类实现了+initialize,就覆盖类本身的+initialize调用


提问

1、Category的实现原理

1、在编译时,首先生成统一个 struct category_t 结构体,里面存储着分类的实例方法、类方法、属性、协议。

2、程序运行时,runtime会将 Category的数据 合并到类信息中(类对象、元类对象中)


2、Catgory 与 class Extension 区别

1、class Extension 在编译的时候,数据就已经包含在类信息中。

2、Catgory 在运行时,才会将数据合并到类信息中。


3、Category中有load方法吗?load方法是什么时候调用的?load 方法能继承吗?

1、有load方法

2、load方法在runtime加载类、分类的时候调用

3、load方法可以继承,但是一般情况下不会主动去调用load方法,都是让系统自动调用


5、Category能否添加成员变量?如果可以,如何给Category添加成员变量?

1、不能直接给Category添加成员变量,但是可以间接实现Category有成员变量的效果


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